(57)【要約】【課題】  補助レンズの交換のみで曲率の異なる被検レンズに対応することができ、作業効率が高く、かつ、より正確に被検レンズの光学性能を測定することのできる干渉計測装置及び干渉計側方法を提供する。【解決手段】  基準平面板によって反射された光と、基準平面板を透過した後に、所定位置に配置した被検レンズを透過し凹面鏡によって折り返され、再び被検レンズ及び基準平面板を透過した光と、によって得られる干渉縞を観察することによって被検レンズの光学性能を測定する干渉計測装置であって、基準平面板を透過して被検レンズに向かう光の光路上であって、被検レンズの焦点位置にその焦点位置が一致するような測定位置に配置される補助レンズを備え、測定位置に補助レンズを配置することにより、基準平面板を透過して被検レンズに入射する光を所定の有限光とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準平面板によって反射された光と、前記基準平面板を透過した後に、所定位置に配置した被検レンズを透過し凹面鏡によって折り返され、再び前記被検レンズ及び前記基準平面板を透過した光と、によって得られる干渉縞を観察することによって前記被検レンズの光学性能を測定する干渉計測装置であって、
前記基準平面板を透過して前記被検レンズに向かう光の光路上であって、前記被検レンズの焦点位置にその焦点位置が一致するような測定位置と、前記基準平面板を透過して前記被検レンズに向かう光の光路の外のレンズ交換位置との間を往復移動可能に配置された補助レンズを備え、前記測定位置に前記補助レンズを配置することにより、前記基準平面板を透過して前記被検レンズに入射する光を所定の有限光とすることを特徴とする干渉計測装置。
【請求項２】
前記補助レンズは、前記測定位置と、前記基準平面板を透過して前記被検レンズに向かう光の光路の外のレンズ交換位置との間を往復移動可能である請求項１記載の干渉計測装置。
【請求項３】
前記補助レンズは凹レンズである請求項１又は請求項２記載の干渉計測装置。
【請求項４】
前記補助レンズは凸レンズである請求項１又は請求項２記載の干渉計測装置。
【請求項５】
基準平面板によって反射された光と、前記基準平面板を透過した後に、所定位置に配置した被検レンズを透過し凹面鏡によって折り返され、再び前記被検レンズ及び前記基準平面板を透過した光と、によって得られる干渉縞を観察することによって前記被検レンズの光学性能を測定する干渉計測方法であって、
前記基準平面板を透過して前記被検レンズに向かう光の光路上であって、前記被検レンズの焦点位置にその焦点位置が一致するような測定位置に補助レンズを配置することにより、前記基準平面板を透過して前記被検レンズに入射する光を所定の有限光とすることを特徴とする干渉計測方法。
【請求項６】
前記補助レンズは、前記測定位置から、前記基準平面板を透過して前記被検レンズに向かう光の光路の外のレンズ交換位置へ移動させた状態で交換される請求項５記載の干渉計測方法。
【請求項７】
前記補助レンズは凹レンズである請求項５又は請求項６記載の干渉計測方法。
【請求項８】
前記補助レンズは凸レンズである請求項５又は請求項６記載の干渉計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、干渉計測によって被検レンズの光学性能を測定する干渉計測装置及び干渉計側方法に関し、とくに被検レンズに有限光を入射させてその光学性能を測定する干渉計測装置及び干渉計側方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、球面を有する被検レンズの光学性能を測定するために、既存の干渉計の測定光の光路上に、被検レンズの球面と同一の曲率を備えた球面を有する球面原器を配置した装置を用いていた。この装置では、球面原器を配置することにより、被検レンズに対して所定の球面波を入射させることができる。
【特許文献１】特許第３１４０４９８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述の装置においては、測定対象を、異なる曲率を有する曲面を備えた被検レンズに切り替える場合に、球面原器と被測定レンズとの相対位置を変更したり、切り替え後の被検レンズの曲率と同一の曲率を有する球面原器に交換する必要があった。被検レンズの切り替え時にはこれらの作業を要するため、作業効率が低下せざるを得ず、とくに、球面原器と被測定レンズとの相対位置を変更する場合は、被検レンズが備える曲率を正確に実現できず、被検レンズの光学性能を正確に測定できていないおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の干渉計測装置は、基準平面板によって反射された光と、基準平面板を透過した後に、所定位置に配置した被検レンズを透過し凹面鏡によって折り返され、再び被検レンズ及び基準平面板を透過した光と、によって得られる干渉縞を観察することによって被検レンズの光学性能を測定するものであって、基準平面板を透過して被検レンズに向かう光の光路上であって、被検レンズの焦点位置にその焦点位置が一致するような測定位置に配置される補助レンズを備え、測定位置に補助レンズを配置することにより、基準平面板を透過して被検レンズに入射する光を所定の有限光とすることを特徴としている。
【０００５】
本発明の干渉計測方法は、基準平面板によって反射された光と、前記基準平面板を透過した後に、所定位置に配置した被検レンズを透過し凹面鏡によって折り返され、再び前記被検レンズ及び前記基準平面板を透過した光と、によって得られる干渉縞を観察することによって前記被検レンズの光学性能を測定する干渉計測方法であって、前記基準平面板を透過して前記被検レンズに向かう光の光路上であって、前記被検レンズの焦点位置にその焦点位置が一致するような測定位置に補助レンズを配置することにより、前記基準平面板を透過して前記被検レンズに入射する光を所定の有限光とすることを特徴としている。
【０００６】
上記補助レンズは、測定位置と、基準平面板を透過して被検レンズに向かう光の光路の外のレンズ交換位置との間を往復移動可能であることが好ましく、測定位置からレンズ交換位置へ移動させた状態で交換することができる。
【０００７】
上記補助レンズとしては凹レンズ又は凸レンズを用いることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によると、補助レンズの交換のみで曲率の異なる被検レンズに対応することができるため、作業効率が高く、さらに、より正確に被検レンズの光学性能を測定することのできる干渉計測装置及び干渉計側方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る実施形態を図面を参照しつつ詳しく説明する。
＜第１実施形態＞
第１実施形態は、本発明に係る干渉計測装置の補助レンズとして凹レンズを用いた例である。この干渉計測装置は、半導体レーザ（光源）１０、基準平面板５６、凹面鏡５９、及びＣＣＤ（固体撮像素子）４０を有する。
【００１０】
図１及び図２に示すように、半導体レーザ１０はＬＤドライバ１１によって駆動され、以下に述べる光学系を介して被検レンズ８０に対して所定のレーザ光を射出する。半導体レーザ１０から出射するレーザ光の進行方向には、半導体レーザ１０側から順に集光レンズ５０、ピンホール５１、及びハーフミラー５２が配置されている。半導体レーザ１０から出射したレーザ光は集光レンズ５０によりピンホール５１へ集光される。ピンホール５１を通過した光は、その光路に対して４５度傾けて配置されたハーフミラー５２により進行方向が９０度曲げられる。
【００１１】
ハーフミラー５２により反射された光の光路上には、ハーフミラー５２側から順にコリメータレンズ５３及び基準平面板５６、カバーガラス５８、及び凹面鏡（反射基準凹面鏡）５９が配置される。ハーフミラー５２で反射された光はコリメータレンズ５３により平行光化され、この平行光の光路上であって、カバーガラス５８の手前の所定位置に配置したステージ（不図示）上に被検レンズ８０が載置される。
【００１２】
基準平面板５６は、表面を高精度に研磨された平面ガラス板であって、コリメータレンズ５３から遠い面に参照面５６ａが設けられている。参照面５６ａは基準平面板５６に入射した光の一部を透過し、残りを反射する性質を有している。この性質を利用して、参照面５６ａにより反射した光と、参照面５６ａを透過した後に被検レンズ８０を透過した光との干渉縞を得ることが可能となる。
【００１３】
参照面５６ａにより反射した光は、コリメータレンズ５３を経て、ハーフミラー５２を透過する。ハーフミラー５２を透過した光は、その光路上に配置されたピンホール５７を通ってＣＣＤ４０上に結像する。一方、参照面５６ａを透過した光は、被検レンズ８０及びカバーガラス５８を透過した後に凹面鏡５９に入射する。５３の光軸上に焦点を有する凹面鏡５９で反射された光は入射光と同じ光路をたどって基準平面板５６を再び透過した後、参照面５６ａで反射された光と同じ光路をたどりＣＣＤ４０上に結像する。よって、ＣＣＤ４０上では、被検レンズ８０を透過した光と参照面５６ａにより反射した光とによる干渉縞が生成される。この干渉縞はＣＣＤ４０で電気信号に変換され、これに接続されたイメージスキャナ３２において画像化され、コンピュータ３３に入力され、後述する処理がなされる。
【００１４】
基準平面板５６と被検レンズ８０の間には、基準平面板５６を透過して被検レンズ８０に向かう光の光路方向、及びこの光路方向に垂直な方向において、駆動部７２（例えばエアシリンダ）により移動可能とされた把持部７１が備えられている。この把持部７１は、その上面に凹レンズ（補助レンズ）７０を保持した状態で、基準平面板５６を透過して被検レンズ８０に向かう光の光路方向に移動可能であるとともに、その光路上の所定の測定位置（図１）と、光路外のレンズ交換位置（図２）と、を往復移動可能とされている。凹レンズ７０が配置される測定位置は、凹レンズ７０の前側焦点位置Ｂが図３に示す被検レンズ８０の前側焦点位置Ａに一致する位置となっている。凹レンズ７０を測定位置に配した状態では、基準平面板５６を透過した光は、凹レンズ７０により、図３に示すのと同じ前側焦点位置Ａを有する有限光としての球面波となって被検レンズ８０へ入射する。なお、把持部７１は、凹レンズ７０の位置に拘わらず、基準平面板５６を透過して被検レンズ８０に向かう光の光路上にのらないように配置されている。
【００１５】
以上の構成の干渉計測装置においては、以下のように被検レンズ８０の光学性能を測定する。
まず、凹レンズ７０を保持した把持部７１を、凹レンズ７０及び被検レンズ８０の設計値データに基づいて、測定位置に配置する。つづいて、半導体レーザ１０から測定光を出射する。半導体レーザ１０からの出射光のうち、集光レンズ５０、ピンホール５１を経てハーフミラー５２で９０度曲げられ、コリメータレンズ５３、を経て基準平面板５６を透過した光は、凹レンズ７０により所定の有限光として被検レンズ８０に入射し、被検レンズ８０を透過した後に凹面鏡５９によって折り返される。この光は再び被検レンズ８０を透過した後に、凹レンズ７０により平行光となって、基準平面板５６を透過する。その後、コリメータレンズ５３、ハーフミラー５２、ピンホール５７を経てＣＣＤ４０上に結像する。
【００１６】
一方、半導体レーザ１０からの出射光のうち参照面５６ａで反射された光は、コリメータレンズ５３、ハーフミラー５２を経てＣＣＤ４０上に結像する。
【００１７】
したがって、ＣＣＤ４０においては、被検レンズ８０を透過した光と、参照面５６ａで反射された光とが入射しているため、これらの光による干渉縞を得ることができる。この干渉縞は、ＣＣＤ４０で電気信号に変換されて出力され、イメージスキャナ３２で画像化され、コンピュータ３３において周知の算出方法によって被検レンズ８０の光学性能（例えば、波面収差、球面収差、偏心コマ収差）が算出される。
【００１８】
以上の第１実施形態の干渉計測装置及びこれを用いた干渉計測方法では、非測定時に凹レンズ７０を図２に示すレンズ交換位置に移動させて交換することができる。よって、曲率の異なる被検レンズの測定をする場合は、凹レンズ７０を交換位置に移動させて、新たに測定する被検レンズの曲率に合った曲率を有する凹レンズに交換するだけで対応することができる。このため、作業効率が高く、かつ、より正確に被検レンズの光学性能を測定することのできる干渉計測装置及び干渉計側方法を提供することができる。
【００１９】
つぎに、第１実施形態の変形例について説明する。第１実施形態では凹レンズ（補助レンズ）７０の前側焦点位置Ｂを被検レンズ８０の前側焦点位置Ａに一致させていたが、これらを意図的に所定量ずらすと、物体距離がずれたことによる球面収差によって、凹レンズ７０の有する球面収差をキャンセルすることができる。よって、凹レンズ７０として、設計形状にきわめて忠実な原器レンズを用意する必要がなくなるため、被検レンズの測定をより容易かつ正確に行うことができる。
【００２０】
＜第２実施形態＞
つづいて、本発明の第２実施形態について説明する。図４に示す第２実施形態においては、第１実施形態の凹レンズ７０に代えて凸レンズ（補助レンズ）９０を用いた点が第１実施形態と異なる。凸レンズ９０は、基準平面板５６を透過して被検レンズ８０に向かう光の光路方向、及びこの光路方向に垂直な方向において、駆動部９２（例えばエアシリンダ）により移動可能とされた把持部９１に保持されている。この把持部９１は、その上面に凸レンズ（補助レンズ）９０を保持した状態で、基準平面板５６を透過して被検レンズ８０に向かう光の光路方向に移動可能であるとともに、その光路上の所定の測定位置（図４の実線）と、光路外のレンズ交換位置（図４の点線）と、を往復移動可能とされている。凸レンズ９０が配置される測定位置は、その後側焦点位置Ｃが図３の被検レンズ８０の前側焦点位置Ａに一致するような位置となっている。なお、把持部９１は、凸レンズ９０の位置に拘わらず、基準平面板５６を透過して被検レンズ８０に向かう光の光路上にのらないように配置されている。
【００２１】
以上の第２実施形態記載の干渉計測装置及びこれを用いた干渉計測方法では、凸レンズ９０を図４において点線で示すレンズ交換位置に移動させて交換するだけで、曲率の異なる被検レンズに対応することができる。このため、作業効率が高く、かつ、より正確に被検レンズの光学性能を測定することのできる干渉計測装置及び干渉計側方法を提供することができる。
なお、その他の作用、効果、変形例は第１実施形態と同様である。
【００２２】
本発明について上記実施形態を参照しつつ説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、改良の目的または本発明の思想の範囲内において改良または変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る干渉計測装置であって、凹レンズが測定位置にあるときの構成を示す図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る干渉計測装置であって、凹レンズがレンズ交換位置にあるときの構成を示す図である。
【図３】被検レンズの前側焦点位置Ａを示す図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る干渉計測装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１０    半導体レーザ（光源）
４０    ＣＣＤ（固体撮像素子）
５６    基準平面板
５９    凹面鏡（反射基準凹面鏡）
７０    凹レンズ（補助レンズ）
８０    被検レンズ
９０    凸レンズ（補助レンズ）
Ａ      前側焦点位置
Ｂ      前側焦点位置
Ｃ      後側焦点位置
【図１】
2006047122.tif 000003
【図２】
2006047122.tif 000004
【図３】
2006047122.tif 000005
【図４】
2006047122.tif 000006